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第二章 海水中的重要元素——钠和氯
2019人教版必修一
第三节 物质的量
第二课时 气体摩尔体积
核心素养发展目标
1.由决定物质体积大小的三个因素出发,讨论1 mol不同状态物质体积大小的决定因素,形成气体摩尔体积的概念,培养宏观辨识与微观探析能力。
2.由公式 逐步建立气体体积与气体物质的量间的换算关系,熟练掌握22.4 L·mol-1的应用,逐步形成证据推理与模型认知的思维习惯。
3.初步了解阿伏加德罗定律及简单推论,并能将该推论应用于有关气体的体积、压强、物质的量间的关系判断或计算。
问题1：
如何取6.02×1023个Fe原子？
如何取6.02×1023个乙醇分子？
如何取6.02×1023个氢气分子？
m=N/NA×M=56g
乙醇密度：0.79g.cm-3
m=46g
V=46g/0.79g.cm-3=58.2CM3
m=2g
第二课时 气体摩尔体积
第二课时 气体摩尔体积
问题2：研究粒子数与气体体积的关系
思路一：气体总体积÷每个H2体积
思路二：
×ρ
÷M
×NA
粒子数
体积
质量
物质的量
已知：每个H2分子体积1.18×10-30L,密度0.089g.L-1
在0℃、101KPa下，22.4LH2含有的H2分子数是多少？
思路一：22.4÷1.18×10-30=1.90×1031
思路二：
×0.089g/L
÷2g/mol
×NA
6.02×1023
22.4L
1.994g
1mol
已知：每个H2分子体积1.18×10-30L,密度0.089g.L-1
0℃、101KPa下，22.4LH2含有的H2分子数
问题2：研究粒子数与气体体积的关系
问题3：为什么不能用一个氢气分子体积来计算氢气分子个数？
气体分子本身大小与分子间距离相比可以忽略不计
问题4：0℃、101KPa下，1mol不同气体的体积是多少？
物质 密度(g/L) 质量(g) 摩尔 质量(g/mol) 分 子 数 物质的量(n) 体积(L)
O2
CO2
1
6.02×1023
32
32
1.429
22.4
1
44
6.02×1023
44
1.965
22.4
物质 状态 密度 体积
Fe 固体 7.8 g/mL 7.2 mL
Al 固体 2.7 g/mL 10 mL
H2O 液体 1 g/mL 18 mL
H2SO4 液体 1.83 g/mL 53.6 mL
O2 气体 1.43 g/mL 22.4 L
CO2 气体 1.97g/mL 22.4 L
1mol固体、液体物质的体积
相同条件下，1mol不同固体或液体物质的体积是不同的。
相同条件下，1mol不同气体的体积是相同的。
问题5：决定物质体积大小的因素有哪些？
相同大小，
相同距离
粒子的数目
问题5：决定物质体积大小的因素有哪些？
相同粒子数目，相同距离
粒子的大小
问题5：决定物质体积大小的因素有哪些？
相同粒子数目，相同大小
粒子之间的距离
同种物质在三种不同状态下的形态
固体
液体
气体
粒子间距离变大
固体与液体粒子间距离有何特点？
固态微粒间距很小
液态微粒间距很小
100℃
18 g H2O (气态)
(体积扩大1 700倍)
气体分子间的平均距离要比固体和液体中粒子之间的平均距离_______
通常状况时
18 g H2O
大得多
气体体积与分子间距关系
气体的体积与_____________有关！
分子间的距离
气体体积与分子大小关系
气体的体积与__________无关！
分子大小
物质体积的影响因素
物质体积
粒子的数目
粒子间的距离
粒子的大小
固体、液体的体积
气体的体积
当温度升高，气体分子间距离变大，气体体积变大。
分子间的平均距离受哪些条件影响？
物质体积的影响因素
当压强增大，气体分子间距离变小，气体体积变小。
物质体积的影响因素
分子间的平均距离受哪些条件影响？
气体分子间的平均距离与分子大小无关，与温度、压强有关。
气体摩尔体积
常用单位：L/mol (L·mol-1)
Vm=
V
n
公式：
符号：Vm
气体摩尔体积：
单位物质的量气体所占的体积。
在同温同压下，任何粒子间的距离可看成是相等的，所以，粒子数相同的任何气体，在同温同压下具有相同的体积
标准状况下的气体摩尔体积示意图
22.4L
(标准状况）
6.02×1023
分子
特例：标准状况下： Vm=22.4L/mol
条件：
对象：
物质的量：
数值：
要点
标准状况
1mol
约为22.4L/mol
任何气体
（包括混合气体）
温度（0℃、273K）．
压强（101KPa、1.01×105Pa)
气体摩尔体积
不同温度、压强下的气体摩尔体积
物质 气体摩尔体积(L/mol) 0℃ 101kpa 25℃ 101kpa 0℃ 202kpa
H2 22.4 24.5 11.2
O2 22.4 24.5 11.2
CO2 22.4 24.5 11.2
气体摩尔体积
物质 气体摩尔体积(L/mol) 0℃ 101kpa 25℃ 101kpa 0℃ 202kpa 273℃ 202kpa
H2 22.4 24.5 11.2 22.4
O2 22.4 24.5 11.2 22.4
CO2 22.4 24.5 11.2 22.4
气体摩尔体积
问题6： Vm是否只在标准状况下是22.4L/mol？
非标准状况下，气体摩尔体积也可以是
1.请判断正误,并进行解释说明
（1）标准状况下，1 mol任何物质的体积都约为22.4 L。
（2） 1 mol气体的体积约为22.4 L。
错误，物质应是气体
错误，未指明条件——标准状况
气体摩尔体积
（3）标准状况下，1 mol的O2和N2混合气(任意比)，其体积约为22.4 L。
正确，气体体积与分子种类无关
（4）22.4 L气体所含分子数一定大于11.2 L气体所含的分子数。
错误，未指明气体体积是否在相同温度和压强下测定
（5）任何条件下，气体摩尔体积都是22.4 L。
错误，未指明温度和压强；气体摩尔体积的单位是L/mol
气体摩尔体积
气体摩尔体积
使用“22.4 L·mol－1”要“三看”(1)看所处条件：必须为标准状况。非标准状况下，1 mol气体的体积不一定是22.4 L。(2)看物质状态：必须为气态。如标准状况下水、酒精、四氯化碳等为非气体物质。(3)看数值单位：单位是L·mol－1，而不是L；数值“22.4”为近似值。
2. 请计算并回答以下问题(标准状况下)。
（1）33.6 L H2的物质的量是多少
V =n×Vm=0.5 mol×22.4 L·mol-1=11.2 L
（2）16 g O2的体积是多少？
n =V/Vm=33.6 L/(22.4 L·mol-1)=1.5 mol
n =m/M =16 g/(32 g·mol-1)=0.5 mol
气体摩尔体积
（3）44.8 L N2中含有的N2分子数是多少？
n =V/Vm=44.8 L/22.4 (L·mol-1) =2 mol
N =n×NA=2 mol×6.02×1023 mol-1=1.204×1024
四
要素
同温同压
对象
状况
定量
数值
特殊状况——标准状况
同温同压下
气体(纯净物或混合物)
0 ℃、1.01×105
气体分子间距离相等
气体体积由气体分子数目来决定
任何状况下任何气体均存在一个Vm
标准状况下，Vm＝
气体摩尔体积四要素
小结
具有相同的分子数
四同定律
同温同压下，
同体积的任何气体，
对象
条件
结论
三同
知识拓展：阿佛加德罗定律及其推论
正确理解与应用阿佛加德罗定律：
① 同温、同压下气体物质的量越大，所含分子数越多，所占体积也越大。
② 在同温、同压下任何气体体积之比等于物质的量之比， 等于分子个数之比。
知识拓展：阿佛加德罗定律及其推论
例1：在一定温度下和压强下，1体积X2（气）跟3体积Y2（气）化合生成2体积气体化合物，则该化合物的分子式是（ ）
A．XY3 B．XY C．X3Y D．X2Y3
A
知识拓展：阿佛加德罗定律及其推论
例2：下列几种气体中，在同温同压下，等质量时所占体积最大的是（ ）
A．CO B．O2 C．CO2 D．H2
D
知识拓展：阿佛加德罗定律及其推论
计算相对分子质量的方法
（2）已知标准状况下气体的密度（ρ）求解：
M= 22 .4L/mol ×ρg/L
（1）由摩尔质量公式求解：M=m/n
（4）混合气体的平均式量：M（混）= m（总）/ n（总）
（3）由气体的相对密度求解（略）
M=m总÷n总=(M1n1+M2n2+…+Mini) ÷n总 =M1n1/n总+M2n2/n总+…+Mini/n总
=M1V1/V总+M2V2/V总+…+MiVi/V总
M=M1a1+M2a2+…+Miai
a1、a2、…、ai各气体组分的物质的量分数或体积分数。
1、标准状况下某气体的密度为2.56g/L，则该气体的相对分子质量是__________
2、空气中氮气氧气氩气的体积分数分别为78％、21％、1％，则空气的平均相对分子质量为_____
3、在一定条件校气体A可发生如下反应：
2A（气体）=B（气体）+3C（气体）
若在相同条件下所得混合气体对氢气的相对密度为4.25，则A的相对分子质量为____
M=p22.4=2.56g/L×22.4L/mol
M=M1a1+M2a2+…+Miai=28×78％+32×21％+40×1％
M(混)=D×M(H2)=4.25×2g/mol=8.5g/mol
由方程式可知2molA生成4mol混合气体，
结合M(混)可知2molA生成4mol×8.5g/mol=34g的混合气体
由质量守恒定律知1molA的质量为17g即M(A)=17g/mol
计算相对分子质量的方法

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